氫氣因其清潔、可再生、高能量密度的特點(diǎn)而成為最有前途的替代燃料。電解水中的陰極反應(yīng)(即析氫反應(yīng)HER)是制取高純度氫氣非常重要的方法之一,而HER高效電催化劑的研究是制氫的關(guān)鍵。盡管鉑基催化劑在析氫反應(yīng)上表現(xiàn)出了優(yōu)異的活性,但由于其價格昂貴、資源短缺,極大程度地限制了它在工業(yè)上的應(yīng)用。多年來,已開發(fā)出許多鈷基磷化物作為用于HER的非貴金屬電催化劑。本文的研究目的是制備Co-P@Ni、Co-Mo-P@Ni、Co-Mo-P@納米多孔銀(NPS)@Ni電極材料,通過SEM、XRD、EDS、XPS等測試對材料性能進(jìn)行表征,采用電化學(xué)工作站進(jìn)行線性電位掃描、循環(huán)伏安、計時電流、電化學(xué)阻抗等電化學(xué)測試分析來研究電解水析氫性能,以期得到高效、廉價的HER催化劑來替代貴金屬鉑。本文通過對電沉積法在金屬Ni基底上制備Co-P的工藝條件的探索,得到催化析氫性能較佳的Co-P@Ni電極材料。在此基礎(chǔ)上,以鉬酸鈉為Mo源加入到鍍液中,通過電沉積方法得到Co-Mo-P@Ni電極材料。在1 mol·L^-1 KOH的堿性溶液條件中測試Co-Mo-P@Ni的電化學(xué)催化析氫性能。實驗結(jié)果證明了Co...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 目前主要的制氫方法
        1.1.1 化石燃料制氫
        1.1.2 光催化分解水制氫
        1.1.3 生物制氫
        1.1.4 金屬氫化物水解或醇解制氫
        1.1.5 電催化分解水制氫
    1.2 電解水制氫催化劑分類及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 貴金屬及其復(fù)合材料
        1.2.2 非貴金屬及其復(fù)合材料
        1.2.3 非金屬電催化析氫材料
    1.3 CoP做催化劑研究現(xiàn)狀分析
        1.3.1 CoP電催化劑研究
        1.3.2 CoP其他應(yīng)用
    1.4 本文的研究意義及研究內(nèi)容
        1.4.1 本文的研究意義
        1.4.2 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗藥品及實驗儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 電極材料制備方法
    2.3 材料表征研究方法
        2.3.1 能譜分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 X-射線衍射
        2.3.4 X-射線光電子能譜
    2.4 電極材料的電催化析氫性能和穩(wěn)定性測試
        2.4.1 線性掃描伏安法
        2.4.2 塔菲爾曲線
        2.4.3 電化學(xué)阻抗譜
        2.4.4 雙電層電容
        2.4.5 穩(wěn)定性測試
    2.5 本章小結(jié)
第3章 Co-P電極材料的制備與析氫性能探究
    3.1 引言
    3.2 Co-P電極的制備
    3.3 Co-P材料表征
        3.3.1 EDS及 XRD分析
        3.3.2 SEM表征
    3.4 Co-P析氫性能的探究
        3.4.1 電沉積電流密度對Co-P析氫性能的影響
        3.4.2 攪拌速度對Co-P析氫性能的影響
        3.4.3 溫度對Co-P析氫性能的影響
        3.4.4 電沉積時間對Co-P析氫性能的影響
        3.4.5 亞磷酸濃度對Co-P析氫性能的影響
        3.4.6 電沉積工藝條件調(diào)整前后制備的Co-P析氫性能對比
    3.5 Co-P析氫穩(wěn)定性測試
    3.6 本章小結(jié)
第4章 Co-Mo-P電極材料的制備與析氫性能探究
    4.1 引言
    4.2 Co-Mo-P電極的制備
    4.3 Co-Mo-P材料表征
        4.3.1 EDS及 XRD分析
        4.3.2 XPS分析
        4.3.3 SEM表征
    4.4 Co-Mo-P析氫性能測試
        4.4.1 電沉積Co-Mo-P的電流密度對Co-Mo-P析氫性能的影響
        4.4.2 鉬酸鈉濃度對Co-Mo-P析氫性能的影響
    4.5 Co-Mo-P析氫穩(wěn)定性測試
    4.6 Co、Co-P、Co-Mo-P、Pt電催化析氫性能對比
        4.6.1 LSV測試
        4.6.2 EIS測試
        4.6.3 Co-P、Co-Mo-P雙電層電容測試
    4.7 本章小結(jié)
第5章 Co-Mo-P@NPS電極材料的制備與析氫性能探究
    5.1 引言
    5.2 Co-Mo-P@NPS電極的制備
    5.3 材料表征
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 SEM表征
    5.4 Co-Mo-P@NPS析氫性能測試
        5.4.1 銀錫鍍液中硫酸亞錫濃度對Co-Mo-P@NPS析氫性能的影響
        5.4.2 電沉積Co-Mo-P的電流密度對Co-Mo-P@NPS析氫性能的影響
    5.5 Co-Mo-P@NPS析氫穩(wěn)定性測試
    5.6 Co-Mo-P與 Co-Mo-P@NPS電催化析氫性能對比
        5.6.1 LSV測試
        5.6.2 EIS測試
        5.6.3 Co-Mo-P、Co-Mo-P@NPS雙電層電容測試
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3772816